本发明专利技术涉及一种既能用于地层钻孔又能用于疏浚的“振动螺旋钻孔及疏浚装置”由动力头、螺旋钻杆、中心导管、钻头，扩径钻头、套管、扩径套管等组成；工作时钻杆及钻头产生高频微幅振动，泥土与螺旋面之间产生液化，降低了摩擦阻力，避免了经常堵塞；用同一直径的螺旋钻杆可以扩径钻不同直径的孔，可用中心导管随钻灌注混凝土，更主要的是用无循环液工法进行疏浚作业，用振动螺旋输送底泥，不用水作为输送底泥的介质，大幅度降低水的二次污染，提高效率，减少能耗；本发明专利技术结构简单，易于制造，设备及施工成本低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种既能用于地层钻孔又能用于疏浚的“振动螺旋钻孔及疏浚装置”
技术介绍
现有长螺旋钻孔机，是用螺旋输送将泥沙输送出孔底，而不是用水作为循环介质，用泵将泥水混合物抽出，故称无循环液输送，由于无循环液输送附合环保要求，得到了广泛的应用，存在问题是(1)泥沙与螺旋面的摩擦阻力很大，不仅消耗能量大，当泥沙粘性增大时，常常会粘住螺旋叶片，产生阻塞，螺旋输送杆被泥土塞满成为泥柱，使螺旋输送停止，无法继续钻进，清除这些阻塞螺旋塞叶片的泥土十分费力费时，影响生产效率；(2)长螺旋钻孔直径＝钻杆直径，如果要改变孔径，就得更换不同直径的钻杆，费钱又费事。 (3)在松散地层钻孔提钻时，容易产生孔壁坍塌，影响成孔质量。 疏浚与地层钻孔有许多相似之处，都包含破碎泥土并将破碎泥土输送至地表，目前的疏浚设备主要分成两类第一类是用绞刀、耙头、斗轮或水枪等装置松动底泥成为泥浆，再用泵抽吸并通过管道将泥浆送至堆场存放、沉淀、脱水、固化；利用这类设备进行疏浚时，由于底泥受到严重搅动，底泥中的污染物质再次扩散到水中，因而二次水污染严重；另外，一般泥浆的平均含泥量不超过20％，疏浚中输送底泥时，需要输送五倍于底泥体积的泥浆，耗能高，效率低下；同时存放泥浆需要占用大量场地，在泥浆的沉淀、脱水、固化过程中还会带来一系列的环保问题，例如大量被污染的余水再次污染环境，未固化的泥浆造成行人误入沉陷等等，由此使疏浚成本进一步加大，污染环境严重。 第二类是用抓斗、链斗、铲斗提升底泥放入泥驳运送至堆场，在挖泥及提升过程中，溢流散失甚多，形成大范围的混浊区，更主要的是，在将泥驳中的底泥卸入堆场时，普遍采用吹填法，即用水枪冲、用水泵抽吸，同样会形成二次水污染。 随着在疏浚过程中对环保要求的进一步提高，上世纪末意大利PNEUMA.S.R.L生产了一种气力泵，该气力泵利用压缩空气将进入水底气罐中的淤泥排出，然后降压，由于水面高于气罐的吸入口，水头压力将堵在吸入口周围的淤泥压入气罐，有三个气罐交替工作，由一组阀门控制循环往复过程。这一系统存在的主要问题是 (1)当水较浅时，水头压力小，需要增设真空泵，使设备复杂化，而污染底泥很多在浅水区；(2)只适用于松厚的底泥层，底泥必须能始终围堵住吸口，才能获得高浓度的泥浆，实际上很难始终满足，周围的水很易冲开围堵的底泥涌入罐内，使泥浆浓度大幅下降；(3)耗能高、压气传动的总效率仅为电力传动的1/6～1/7。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术首要目的是提供一种能克服现有长螺旋钻孔机存在的问题的装置，即减小泥沙与螺旋面的摩擦阻力，用同一直径的螺旋钻杆可以扩径钻不同直径的孔，解决在松散地层钻孔提钻时容易产生孔壁坍塌问题；本专利技术更主要的目的是将岩土工程中行之有效的无循环液工法引进疏浚作业，大幅度降低水的二次污染，提高施工效率高、减少能耗，降低成本。 为达到上述目的，本专利技术振动螺旋钻孔及疏浚装置由动力头、螺旋钻杆、中心导管、钻头，套管、扩径钻头、扩径套管等组成；动力头位于螺旋钻杆顶部，一台低速液压马达位于动力头机箱上部，输出轴向下伸入机箱内部，轴线与螺旋钻杆中心线平行，并偏置一段距离，低速液压马达通过花键轴与小齿轮连接，小齿轮与大齿轮啮合，大齿轮用一对圆锥止推轴承安装在机箱心轴上，心轴轴线与大齿轮、螺旋钻杆、螺旋钻杆驱动套，减振器外壳、中心导管等轴线重合，大齿轮的圆周方向均布有至少六个以上圆柱台阶孔，减振器由橡胶垫、销轴、锥形法兰盘组成，减振器外壳与大齿轮上端面用螺钉连接成一体，减振器外壳下部圆周方向有与大齿轮圆柱孔镜向的、相等数量的圆柱台阶孔，锥形法兰盘位于减振器外壳与大齿轮之间，法兰盘中心与螺旋钻杆驱动套连接，圆周上有圆柱孔，数量与大齿轮圆周上的圆柱孔相等并同轴，各孔内压配有销轴，每个销轴上、下各有二个以上橡胶垫；螺旋钻杆驱动套通过减振器支承在大齿轮上，向下用套管螺栓与螺旋钻杆体连接，螺旋钻杆驱动套与心轴间有≈5倍振幅的间隙；中心导管驱动套用两个滚珠轴承安装在螺旋钻杆驱动套内孔中，中心导管驱动套上端与大同步带轮键连接；一台高速液压马达固定在动力头机箱的外侧面，输出轴向上，并与小同步带轮连接，用同步带驱动大同步带轮，在松边用张紧轮张紧；数量在一根以上的螺旋钻杆是由螺旋钻杆体、螺旋叶片、中心导管、偏心块及轴承等组成，螺旋钻杆体外部焊接螺旋叶片，中心导管用二个滚珠轴承安装在螺旋钻杆体的内孔中，用花键套与相邻的中心导管连接，在中心导管外，安装有偏心块，偏心块与中心导管键连接，偏心块旋转时产生激振力，激振力的合力通过螺旋钻杆的质心，偏心块的偏心质量矩＝螺旋钻杆总质量×振幅；螺旋钻杆底部用套管螺栓与钻头连接，钻头分同径钻头及扩径钻头两种，同径钻头螺旋叶片上下同径，扩径钻头螺旋叶片从上至下逐步扩大，外廓呈圆锥台形；中心导管用二个滚珠轴承安装在钻头体的内孔中，底部有一个可启闭的盖头；数量在一根以上的套管为两端有法兰的圆管，顶端与动力头机箱连接，套管壁上每隔3米左右有一可启闭的出泥口，套管外侧有一回水管，相邻套管的回水管上下联通，在套管顶部水面以上部位，在组成回水管的套管壁上，有可出水的小孔；扩径套管由一段圆柱套管与外廓和扩径钻头相协调的圆锥套管连接组成；疏浚作业中，增设一个耙泥器套装在扩径套管底部；对于不要求随钻灌注混凝土的，中心导管可以简化为一组传动轴。 进一步螺旋钻杆体为圆管状，两端加厚，有至少三个以上安装套管螺栓的圆锥孔，用套管螺栓与相邻的螺旋钻杆或其它部件连接，连接处由螺旋钻杆的外套与相邻螺旋钻杆内套插接，内外套的圆锥孔连接成一个圆锥孔，内外套之间有密封圈，内套孔内，有带密封胶圈的顶套。 进一步套管螺栓由中心带台阶孔的圆锥套、螺栓及扁螺母组成，扁螺母由带螺孔的台阶圆柱切去两边构成，对应中心带台阶孔的圆锥套亦开一槽与其协调，扁螺母与螺旋钻杆体连接成一体，圆锥套安装在相邻两钻杆组装后形成的圆锥孔内，螺栓将置于的圆锥孔内的圆锥套压紧。 进一步螺旋叶片为单线，右旋，螺距＝0.5～0.75钻孔直径，连接处不间断螺旋叶片联续性，螺旋钻杆长度应是螺距的整数倍数。 进一步套管与螺旋钻杆及钻头间有间隙，间隙数值＞振幅1mm。 进一步耙泥器由两个半径略大于扩径钻头底部半径的半圆柱与两块带孔的钢板组成一体，，两半圆柱互相镜向，并相交一个角度，钢板上的孔与短轴配合，短轴与支撑板制成一体，，支撑板固定在套管底部，二短轴中心线位于同一水平线上，该水平线与扩径套管中心线垂直相交，绳轮固定在扩径套管上，绳轮轴线与短轴平行，并与牵引缆绳方向协调；通过绳轮的横向牵引缆绳往返拉动，耙泥器可绕短轴摆动，位于拉力同方向一侧，耙泥器一翼摆动至高位时，倾斜底边外侧高度H＞切削刃高度，逆拉力方向一侧，耙泥器另一翼进入水平耙泥位置。 进一步可启闭的盖头，由盖头、拉套、滚珠及弹簧等组成，盖头安装在钻头体孔内，孔内有一半圆形槽，盖头上端为圆柱套，套厚度≈0.6滚珠直径，套中部圆周上，径向有至少8个以上的圆柱孔等分圆周，每个孔内有一滚珠，盖头圆柱套内径与拉套外径间隙配合，拉套下部有一槽，槽深≥0.5滚珠直径，盖头心部安装有螺栓与拉套连接，一个弹簧套装在螺栓上，当拉套由弹簧压进孔内时，滚珠被推出，嵌入钻杆体半圆形槽与盖头之间，盖头被轴向固定本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种振动螺旋钻孔及疏浚装置，由动力头、螺旋钻杆、钻头及套管等组成，其特征在于：动力头（１）位于螺旋钻杆（２）顶部，低速液压马达（１．８）位于动力头机箱（１．１０）上部，其输出轴向下伸入机箱内，轴线与螺旋钻杆中心线平行，并偏置一段距离；低速液压马达通过花键轴（１．９）与小齿轮（１．１１）连接，小齿轮（１．１１）与大齿轮（１．１３）啮合，大齿轮（１．１３）用一对圆锥止推轴承（１．１４）安装在机箱心轴（１．１５）上，心轴轴线与大齿轮（１．１３）、螺旋钻杆（２）、减振器外壳（１．４）、中心导管（１．７）螺旋钻杆驱动套（１．１８）等轴线重合，大齿轮（１．１３）的圆周方向均布有至少六个以上的圆柱台阶孔；减振器外壳下部圆周方向有与大齿轮（１．１３）圆柱台阶孔镜向的、同等数量的圆柱台阶孔，锥形法兰盘（１．６）位于减振器外壳（１．４）与大齿轮（１．１３）之间，法兰盘中心与螺旋钻杆驱动套（１．１８）连接，圆周上有圆柱孔，数量与大齿轮（１．１３）圆周上的圆柱孔相等并同轴，各孔内压配有销轴（１．１７），每个销轴上、下各有二个以上橡胶垫（１．３），螺旋钻杆驱动套（１．１８）通过减振器支承在大齿轮上，向下用套管螺栓（２．１）与螺旋钻杆体（２．２）连接，螺旋钻杆驱动套（１．１８）与心轴（１．１５）间有≈５倍振幅的间隙；中心导管驱动套（１．７）用两个滚珠轴承（１．１６）安装在螺旋钻杆驱动套（１．１８）内，其上端与大同步带轮（１．５）键连接，高速液压马达（１．１）固定在动力头机箱（１．１０）的外侧面，其输出轴向上，与小同步带轮（１．２）连接，并用同步带（１．１９）驱动大同步带轮（１．５），在松边用张紧轮张紧；数量在一根以上的螺旋钻杆（２）由螺旋钻杆体（２．２）、螺旋叶片（２．８）、中心导管（２．９）及偏心块（２．１０）及轴承（２．７）等组成，螺旋钻杆体（２．２）外部焊接螺旋叶片（２．８），中心导管（２．９）用二个滚珠轴承（２．７）安装在螺旋钻杆体（２．２）的内孔中，用花键套（２．３）与相邻的中心导管连接；在中心导管（２．９）外，安装有偏心块（２．１０），偏心块与中心导管键连接，偏心块旋转时产生激振力，激振力的合力通过螺旋钻杆（２）的质心，偏心块（２．１０）的偏心质量矩＝螺旋钻杆（２）总质量×振幅；螺旋钻杆（２）用套管螺栓（２．１）与底部钻头（３）连接，钻头分同径钻头（３．１）及扩径钻头（３．２）两种，同径钻头螺旋叶片（２．８）上下同径，扩径钻头...
【技术特征摘要】
1.一种振动螺旋钻孔及疏浚装置，由动力头、螺旋钻杆、钻头及套管等组成，其特征在于动力头(1)位于螺旋钻杆(2)项部，低速液压马达(1.8)位于动力头机箱(1.10)上部，其输出轴向下伸入机箱内，轴线与螺旋钻杆中心线平行，并偏置一段距离；低速液压马达通过花键轴(1.9)与小齿轮(1.11)连接，小齿轮(1.11)与大齿轮(1.13)啮合，大齿轮(1.13)用一对圆锥止推轴承(1.14)安装在机箱心轴(1.15)上，心轴轴线与大齿轮(1.13)、螺旋钻杆(2)、减振器外壳(1.4)、中心导管(1.7)螺旋钻杆驱动套(1.18)等轴线重合，大齿轮(1.13)的圆周方向均布有至少六个以上的圆柱台阶孔；减振器外壳下部圆周方向有与大齿轮(1.13)圆柱台阶孔镜向的、同等数量的圆柱台阶孔，锥形法兰盘(1.6)位于减振器外壳(1.4)与大齿轮(1.13)之间，法兰盘中心与螺旋钻杆驱动套(1.18)连接，圆周上有圆柱孔，数量与大齿轮(1.13)圆周上的圆柱孔相等并同轴，各孔内压配有销轴(1.17)，每个销轴上、下各有二个以上橡胶垫(1.3)，螺旋钻杆驱动套(1.18)通过减振器支承在大齿轮上，向下用套管螺栓(2.1)与螺旋钻杆体(2.2)连接，螺旋钻杆驱动套(1.18)与心轴(1.15)间有≈5倍振幅的间隙；中心导管驱动套(1.7)用两个滚珠轴承(1.16)安装在螺旋钻杆驱动套(1.18)内，其上端与大同步带轮(1.5)键连接，高速液压马达(1.1)固定在动力头机箱(1.10)的外侧面，其输出轴向上，与小同步带轮(1.2)连接，并用同步带(1.19)驱动大同步带轮(1.5)，在松边用张紧轮张紧；数量在一根以上的螺旋钻杆(2)由螺旋钻杆体(2.2)、螺旋叶片(2.8)、中心导管(2.9)及偏心块(2.10)及轴承(2.7)等组成，螺旋钻杆体(2.2)外部焊接螺旋叶片(2.8)，中心导管(2.9)用二个滚珠轴承(2.7)安装在螺旋钻杆体(2.2)的内孔中，用花键套(2.3)与相邻的中心导管连接；在中心导管(2.9)外，安装有偏心块(2.10)，偏心块与中心导管键连接，偏心块旋转时产生激振力，激振力的合力通过螺旋钻杆(2)的质心，偏心块(2.10)的偏心质量矩＝螺旋钻杆(2)总质量×振幅；螺旋钻杆(2)用套管螺栓(2.1)与底部钻头(3)连接，钻头分同径钻头(3.1)及扩径钻头(3.2)两种，同径钻头螺旋叶片(2.8)上下同径，扩径钻头(3.2)的螺旋叶片(3.16)从上至下逐步扩大，外廓呈圆锥台形；中心导管用二个滚珠轴承安装在钻头体的内孔中，底部有一个可启闭的盖头(3.10)；数量在一根以上的套管(4)两端有法兰(4.1)，顶端与动力头机箱(1.10)连接，套管壁(4.3)上每隔3米左右有一可启闭的出泥口，套管外侧有一回水管(4.4)，相邻套管的回水管上下联通；在套管(4)顶部水面以上部位，在组成回水管(4.4)的套管壁上，有可出水的小孔；扩径套管(4.6)由一段圆柱套管(4.3)与外廓和扩径钻头相协调的圆锥套管(4.6)连接组成；一个耙泥器(4.9)套装在扩径套管(4.6)底部；对于对随钻灌注混凝土没有要求的，中心导管可以简化为一组传动轴。2.如权利要求1所述的振动螺旋钻孔及疏浚装置，其特征在于螺旋钻杆体(2.2)为圆管状，两端加厚，有至少三个以上安装套管螺栓(2.1)的圆锥孔，用套管螺栓(2.1)与相邻的螺旋钻杆或其它部件连接，连接处由螺旋钻杆的外套与相邻螺旋钻杆内套插接，内外套的圆锥孔连接成一个圆锥孔，内外套之间有密封圈(2.5)，内套孔内，有带密封胶圈(2.6)的项套(2.4)。3.如权利要求2所述的振动螺旋钻孔及疏浚装置，其特征在于套管螺栓...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙孝庆，
申请(专利权)人：孙孝庆，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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